本文關(guān)鍵詞：碳基納米材料的設計、合成及光學性質(zhì)研究

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【摘要】：碳基納米材料具有獨特的結(jié)構(gòu)和物理化學性質(zhì),在光催化、檢測和光電器件等領(lǐng)域有廣泛的應用前景。然而,對于碳點的光化學性質(zhì)還不是十分清楚;碳點的非線性光學性質(zhì)研究更是比較少見,仍需要我們努力去探索。本論文從探索碳點的性質(zhì)出發(fā),研究了其在光照條件下的催化活性和葡萄糖檢測上的應用,并進一步研究了碳點的非線性光學性質(zhì)。本論文的主要工作內(nèi)容如下:1、以硝酸銅和碳點(CQDs)為原料,通過簡單的濕化學方法制備了銅納米顆粒/碳點復合物(Cu/CQDs)。以叔丁基過氧化氫作為氧化劑,在60℃溫和條件下,Cu/CQDs對環(huán)己烷展現(xiàn)出高效的光催化氧化活性。經(jīng)過48 h反應,環(huán)己烷的轉(zhuǎn)化率達到50.2%,環(huán)己酮的選擇性為78.3%。實驗證明,Cu/CQDs高效的光催化活性歸因于銅納米顆粒和碳點的協(xié)同作用。Cu/CQDs復合物作為催化劑有以下三個優(yōu)點:(1)合成Cu/CQDs復合物的方法簡單易操作,制備過程不需要復雜的儀器設備和工藝;(2)選用的原材料廉價;(3)環(huán)己烷氧化反應不需要高溫高壓。2、以聚乙二醇為碳源,采用堿輔助的電化學方法制備了強熒光碳點(量子產(chǎn)率為12%)。利用制備的碳點作為熒光探針,實現(xiàn)了對葡萄糖的無標記檢測,其檢測限為1 nM。這種檢測葡萄糖的方法具有高選擇性和高靈敏性。其檢測機理為:葡萄糖氧化酶催化葡萄糖反應產(chǎn)生的H_2O_2可以有效地增強碳點的熒光。3、以C_3N_4為原料,采用回流的方法制備了氮摻雜的碳點(N-CDs)。N-CDs溶液(濃度為0.63 g·L-1)在波長為532 nm、脈沖寬度分別為4 ns和21 ps的激光激發(fā)下均有較強非線性響應,三階非線性系數(shù)χ~(3)分別為12.5×10-12和0.725×10-12esu。實驗證明,N-CDs表面的含氧官能團能夠顯著影響N-CDs的非線性光學性質(zhì)。4、以石墨棒為碳源,利用電化學腐蝕的方法制備了不同尺寸的碳點。在波長為532 nm的脈沖激光(脈沖寬度為4 ns)激發(fā)下,利用Z-scan測試技術(shù)研究了碳點的非線性光學性質(zhì)。研究表明,其非線性效應與顆粒尺寸有強烈的依賴關(guān)系,同時,碳點表面的羧基能夠顯著影響其三階非線性系數(shù)χ~(3)。
【關(guān)鍵詞】：碳點 催化氧化 檢測 非線性光學 激光
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-28
• 1.1 碳基納米材料的概述10-11
• 1.2 碳點的研究進展11-20
• 1.2.1 碳點的簡介11-13
• 1.2.2 碳點的合成方法13-15
• 1.2.3 碳點的應用15-20
• 1.3 本論文的選題思路與主要研究內(nèi)容20-21
• 1.4 參考文獻21-28
• 第二章 銅納米顆粒/碳點復合物作為綠色光催化劑用于環(huán)己烷的高效催化氧化28-44
• 2.1 前言28-29
• 2.2 實驗29-30
• 2.2.1 試劑與表征29
• 2.2.2 碳點（CQDs）的制備29
• 2.2.3 銅納米顆粒（CuNPs）的制備29-30
• 2.2.4 Cu/CQDs復合物的制備30
• 2.2.5 Cu O/CQDs復合物的制備30
• 2.2.6 Cu/CQDs作為光催化劑的環(huán)己烷氧化實驗30
• 2.2.7 反應活性基團捕獲實驗30
• 2.3 結(jié)果與討論30-40
• 2.3.1 Cu/CQDs復合物的表征30-33
• 2.3.2 Cu/CQDs催化活性的檢測33-37
• 2.3.3 反應機制的研究37-40
• 2.4 結(jié)論40
• 2.5 參考文獻40-44
• 第三章 無標記的碳點作為熒光探針用于葡萄糖的超靈敏檢測44-61
• 3.1 前言44-45
• 3.2 實驗45-47
• 3.2.1 試劑與表征45-46
• 3.2.2 碳點的合成46-47
• 3.3 結(jié)果與討論47-57
• 3.3.1 碳點的表征47-52
• 3.3.2 碳點對葡萄糖的檢測52-53
• 3.3.3 檢測機理研究53-55
• 3.3.4 檢測特異性研究55-57
• 3.4 結(jié)論57
• 3.5 參考文獻57-61
• 第四章 氮摻雜碳點的表面增強非線性光學性質(zhì)61-75
• 4.1 前言61
• 4.2 實驗61-63
• 4.2.1 試劑與表征61-62
• 4.2.2 N-CDs的合成與熒光量子產(chǎn)率計算62
• 4.2.3 Z-scan測試62-63
• 4.3 結(jié)果與討論63-71
• 4.3.1 N-CDs的表征63-66
• 4.3.2 N-CDs的Z-scan測試66-71
• 4.4 結(jié)論71
• 4.5 參考文獻71-75
• 第五章 羧基影響下碳點的三階非線性光學性質(zhì)75-92
• 5.1 前言75-76
• 5.2 實驗76-79
• 5.2.1 試劑與表征76
• 5.2.2 CNDs1-4 的合成76
• 5.2.3 CNDs的還原76
• 5.2.4 CNDs 表面羧基/羥基數(shù)量的測定76-77
• 5.2.5 CNDs表面含氧量的計算77
• 5.2.6 Z-scan測試77-79
• 5.3 結(jié)果與討論79-89
• 5.3.1 CNDs的表征79-85
• 5.3.2 CNDs的Z-scan測試85-87
• 5.3.3 CNDs還原后的表征87-89
• 5.4 結(jié)論89
• 5.5 參考文獻89-92
• 第六章 總結(jié)92-93
• 攻讀學位期間本人出版或公開發(fā)表的論文93-95
• 致謝95-96

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10 劉憶,劉衛(wèi)華,訾樹燕,王彥芳;納米材料的特殊性能及其應用[J];沈陽工業(yè)大學學報;2000年01期

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1 王少強;邱化玉;;納米材料在造紙領(lǐng)域中的應用[A];'2006（第十三屆）全國造紙化學品開發(fā)應用技術(shù)研討會論文集[C];2006年

2 宋云揚;余濤;李艷軍;;納米材料的毒理學安全性研究進展[A];2010中國環(huán)境科學學會學術(shù)年會論文集(第四卷)[C];2010年

3 ;全國第二屆納米材料和技術(shù)應用會議[A];納米材料和技術(shù)應用進展——全國第二屆納米材料和技術(shù)應用會議論文集（上卷）[C];2001年

4 鐘家湘;葛雄章;劉景春;;納米材料改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的實踐與建議[A];納米材料和技術(shù)應用進展——全國第二屆納米材料和技術(shù)應用會議論文集（上卷）[C];2001年

5 高善民;孫樹聲;;納米材料的應用及科研開發(fā)[A];納米材料和技術(shù)應用進展——全國第二屆納米材料和技術(shù)應用會議論文集（上卷）[C];2001年

6 ;全國第二屆納米材料和技術(shù)應用會議[A];納米材料和技術(shù)應用進展——全國第二屆納米材料和技術(shù)應用會議論文集（下卷）[C];2001年

7 金一和;孫鵬;張穎花;;納米材料的潛在性危害問題[A];中國毒理學通訊[C];2001年

8 張一方;呂毓松;任德華;陳永康;;納米材料的二種制備方法及其特征[A];第四屆中國功能材料及其應用學術(shù)會議論文集[C];2001年

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1 記者 周建人;我國出臺首批納米材料國家標準[N];中國建材報;2005年

2 記者 王陽;上海形成納米材料測試服務體系[N];上海科技報;2004年

3 ;納米材料七項標準出臺[N];世界金屬導報;2005年

4 通訊員 韋承金邋記者 馮國梧;納米材料也可污染環(huán)境[N];科技日報;2008年

5 廖聯(lián)明;納米材料 利弊皆因個頭小[N];健康報;2009年

6 盧水平;院士建議開展納米材料毒性研究[N];中國化工報;2009年

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8 記者 任雪梅　莫璇;中科院納米材料產(chǎn)業(yè)園落戶佛山[N];佛山日報;2011年

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10 萬丹;基于功能性納米材料的肽組學富集及蛋白質(zhì)高效酶解的新方法研究[D];復旦大學;2014年

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